Projekti / Programi
Separacijski in drugi procesi za zmanjševanje toplogrednih plinov na podlagi načel trajnostnega razvoja
01. januar 2009
- 31. december 2012
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 2.02.00 |
Tehnika |
Kemijsko inženirstvo |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| 2.04 |
Tehniške in tehnološke vede |
Kemijsko inženirstvo |
Raziskovalci (9)
| št. |
Evidenčna št. |
Ime in priimek |
Razisk. področje |
Vloga |
Obdobje |
Štev. publikacijŠtev. publikacij |
| 1. |
11243 |
dr. Štefan Čelan |
Kemijsko inženirstvo |
Raziskovalec |
2011 - 2012 |
301 |
| 2. |
00853 |
dr. Janvit Golob |
Kemijsko inženirstvo |
Vodja |
2009 - 2012 |
600 |
| 3. |
14980 |
dr. Dušan Klinar |
Kemijsko inženirstvo |
Raziskovalec |
2009 - 2012 |
181 |
| 4. |
20480 |
dr. Sergej Knez |
Kemijsko inženirstvo |
Raziskovalec |
2009 - 2012 |
22 |
| 5. |
25446 |
dr. Blaž Likozar |
Kemijsko inženirstvo |
Raziskovalec |
2009 - 2011 |
1.217 |
| 6. |
33156 |
dr. Miha Narobe |
Materiali |
Mladi raziskovalec |
2010 - 2012 |
5 |
| 7. |
12681 |
dr. Bojan Pahor |
Varstvo okolja |
Raziskovalec |
2011 |
166 |
| 8. |
20043 |
dr. Aleksandra Pivec |
Kemijsko inženirstvo |
Raziskovalec |
2009 - 2012 |
107 |
| 9. |
20089 |
dr. Klavdija Rižnar |
Kemijsko inženirstvo |
Raziskovalec |
2009 - 2012 |
139 |
Organizacije (2)
Pomen za razvoj znanosti
Razvoj znanj na področju separacijskih procesov je odločilnega pomena za poglobitev temeljnega razumevanja separacijskih procesov potrebnih za izbor in optimizacijo tehnoloških procesov ter tehnologij. Tehnologije za separacijo in trajno skladiščenje (sekvesteracijo) ali ponovno izrabo CO2 in drugih toplogrednih plinov iz plinskih emisij industrije in proizvodnje primarne energije predstavljajo zelo pomembne, če ne celo ključne člene v zapiranju kroga uporabe ogljika. Zato tudi predstavljajo eno najpomembnejših raziskovalno razvojnih prioritet in s tem tudi enega največjih izzivov globalnega trajnostnega razvoja. Poleg separacijskih procesov so za vzpostavljanje krogov uporabe ogljika in njegovih spojin odločilni tudi procesi in tehnologije za degradacijo spojin z visoko molekularno maso in kompleksno strukturo v temeljne gradnike kot sta H2 in CO. Obe sestavini predstavljata pomembne člene v bodočih krogih tako za proizvodnjo kakor skladiščenje energije. Vodik kot prenosnik in posrednik za skladiščenje energije se kaže kot ekološko najbolj sprejemljiv element. CO predstavlja pol poti (v energetskem smislu) tako do končnega odlaganja (CO2) kakor do čistega ogljika in hkrati dobro izhodišče za sintezo višje molekularnih ogljikovih spojin kot je npr. Fischer-Tropscheva sinteza ali pretvorba CO2 v biomaso preko mikroorganizmov. Rešitev za zagotavljanje masovnega in ekonomsko učinkovitega vira obeh spojin predstavlja proces uplinjanja, še posebej uplinjanje z vodno paro kot virom kisika in vodika. Takšen proces omogoča pridobivanje koncentriranega sinteznega plina brez balastnih plinov kot sta CO2 in N2. Med temi procesi je še posebej uveljavljen proces – uplinjanja z visoko stopnjo interne cirkulacije katalizatorja in prenosnika toplote, ki omogoča ločitev reaktorjev za uplinjanje in zgorevanje, s tem pa tudi ločitev sinteznega plina od dimnih plinov zgorevanja. V sodelovanju z dunajsko univerzo TUV smo razvili znanja za uporabo različnih virov biomase in drugih materialov, ki vsebujejo ogljik za pridobivanje sinteznega plina. Takšen vir predstavljajo odpadki, ki v posameznih regijah vsebujejo tudi do 70% energije, ki jo regija potrebuje za ogrevanje. Odpadki tako predstavljajo dostopen, ekonomsko ugoden vir ogljika, ki ne posega v proizvodnjo hrane (na njive) in pomeni neposreden poseg na reševanje okoljske problematike ter bistven poseg v zmanjšanje porabe fosilnih goriv.
Pomen za razvoj Slovenije
Usmeritev v družbo, ki bo znala uporabljati ogljik v zaprtem krogotoku in ne kakor sedaj, s kopičenjem ogljika v CO2, predstavlja edino alternativo daljše prihodnosti človeštva. Bližnja prihodnost pa pomeni usmerjanje v razvoj tehnologij, ki vključujejo uporabo CO2 kot reagenta v svoje procese (snovna uporaba CO2) in tehnologije, ki zamenjujejo uporabo fosilnih goriv z biomaso in alternativnimi gorivi. Naslednje področje, ki prispeva k zmanjševanju emisij CO2 in okoljskemu odtisu proizvodov je razvoj novih generacij proizvodov z izboljšanimi okoljskimi učinki in zmanjšanim odtisom emisij CO2 pri njegovi izdelavi in uporabi ter v fazi uničenja ali reciklaže. Prvo perspektivno področje je področje uporabe mikro polnil v papirni industriji na osnovi kalcijevih karbonatov različne kristalne strukture, ki pokriva neposredno uporabo CO2 v procesu. Tako smo v okviru raziskovalne skupine v preteklih letih razvili tehnologijo obarjanja CaCO3 iz suspenzije apna in invencijo tudi patentirali SI 22624 (objava 2009). Pilotna in industrijska naprava sta bili zgrajeni v IAK Kresnice, podjetje Radeče Papir pa je testiralo uporabo materiala v proizvodnji fotokopirnega papirja. Drugi segment – razvoj novih platform izdelkov z zmanjšanim okoljskim odtisom predstavlja serija razvitih proizvodov za podjetje Unichem. Podjetje proizvaja izdelke za zaščito pred škodljivci, ki so še posebej občutljivi glede emisije aktivnih substanc v okolje ali v prehransko verigo. Tako smo v okviru programske skupine razvili dve novi skupini izdelkov na osnovi mikrokapsuliranja aktivne substance in vezave aktivne snovi v mikrogel. Usmeritev raziskovalne skupine v vzpostavitve RR jeder v industrijskih okoljih je dal kot rezultat 5 RR skupin, ki se razvijajo v različnih okoljih v Sloveniji. Prva skupina v podjetju Albin Promotion d.o.o. Majšperk razvija tehnologijo pirolize organskih materialov in biomase za soproizvodnjo toplote in elektrike. Zgrajena je pilotna naprava na podlagi projekta TIA – SRRP 08. Laboratorijska naprava vol. 1L in pilotna naprava volumna 2,5 m3 omogočajo raziskave pirolize različnih materialov in razvoj tehnoloških procesov za različne materiale (guma, polimeri PE-PP, usnje, les itd.). Pilotna naprava ima dva plinska motorja moči 150 kW in dieselski motor 250kW, za testiranje plinskih in tekočih produktov pirolize v kogeneraciji. Prijavili in uspešno pridobili dva patenta v letu 2012 (SI 23545 A, SI 23553 A). Druga skupina za razvoj anaerobne digestije biomase in biološkega dela odpadkov v trdnem stanju z zalivanjem deluje v okviru ZRS Bistra Ptuj. Zgrajena je pilotna naprava volumna 2x 100L za preizkušanje dovolj velikih vzorcev. Program se razvija skupaj z občinskim podjetjem Javne službe Ptuj d.o.o., ki upravlja in izvaja predelavo ter deponiranje preostanka odpadkov za Sp. Podravsko regijo, 90.000 prebivalcev (letno predela 40.000 ton odpadkov). Podjetje pripravlja investicijo v anaerobno digestijo organskega dela odpadkov v trdnem stanju, ZRS Bistra Ptuj pa skrbi za bazni inženiring te investicije. Tretja skupina je nastala v podjetju BOSIO v sodelovanju s Fakulteto za strojništvo, Univerza v Ljubljani. Mladi raziskovalec po programu TIA raziskuje in razvija pilotno napravo za uplinjanje biomase v fluidizirani plasti za soproizvodnjo elektrike in toplote majhne moči do 2 MW. Četrta skupina je nastaja v povezavi s Tehniško Univerzo na Dunaju, katere cilj je razvoj pilotne naprave za uplinjanje alternativnih goriv razvitih iz odpadkov. Raziskave in razvoj znanj so potrebna za bazni inženiring za uporabo alternativnih (SRF goriv in peletnih goriv) goriv v uplinjanju. S tem bomo omogočili gradnjo večjih uplinjevalnih naprav v regijah z močjo do 10 MW na podlagi izrabe biomase in odpadkov. Peta raziskovalna skupina je nastajala v podjetju Helios d.o.o., kjer mladi raziskovalec po programu TIA razvija osnove za novo generacijo proizvodov z zmanjšanim okoljskim odtisom.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Letno poročilo
2009,
2010,
2011,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Letno poročilo
2009,
2010,
2011,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
